Hvordan balanserer en sykkel?

"Heavier wheels make me fly straighter." Cedric Gracia

Har sittet å tenkt på den der siden tråden startet. Flott tråd forresten.
Å jeg har nettopp bygget lettere hjul, gulp <img src="/forum/arena/images/graemlins/crazy.gif" alt="" />

Jeg vil tro at lengre trail gjør det enklere å holde retningen, men at det har liten innvirkning på BALANSEN.

Det er forsåvidt logisk. Oppe i luften er gyrokraften ganske alene om å påvirke sykkelen. Vanskelig å få brukt trailen til noe hvis ikke hjulene er i bakken. <img src="/forum/arena/images/graemlins/smile.gif" alt="" />

Grunnen til det er at gjenopprettingseffekten som trail gir har en viss treghet. Denne tregheten vil bli mindre og mindre jo raskere hjulet triller.

Det har du rett i, men dette gjelder også:

Meget kloke ord Dan!

Supernalle: Dersom du i fremtiden har tenkt å bli en god forsker/ingeniør eller lignende, så bør du bite deg merke i disse ordene! Å låse seg fast i èn bestemt tankegang er defintivt ikke veien å gå for å komme med gode løsninger på problemer eller utfordringer. Jeg reagerer på din "hevet-over-menig-mann-holdning-fordi-jeg-har-fysikkbakgrunn". Du har forresten ikke noen særlig fysikkbakgrunn så vidt jeg har forstått, kun videregående... Vær ydmyk og hør på andres meninger!

Jeg skal ikke uttale meg noe særlig om selve diskusjonsemnet, men det er definitivt ikke ett enkelt svar på spørsmålet. Jeg ønsker definitivt mer info om problematikken. Stå på, kom med mere info folkens!!!

Morten

Vel, når det gjelder fysikk så har jeg digital teknikk, men fra matematikken har jeg bla et kurs i mekanikk som jo dette dreier seg om. Gjennom grunneleggende forståelse og at jeg kan henvise til etablert kunnskap ser jeg ingen grunn til å godta at "din mening er like bra som min".

Synes nok arekologen kanskje kan vise litt mer ydmykhet når en fysikkstudent(Attack) og en matematikk (+numerisk informatikk)- student, samt en professor i mekanikk som har spesialiserr seg på området og har betraktet og inkudert en artikkel som arekelologen har dratt sine egne konklusjoner, fra verdens beste universitet, alle mener det samme....

Men prøv da å overbevise meg. Det er jo ikke mye jeg begjærer. Bare at du kommer med gode argumenter *for* at gyrokreftene er det viktigste når det gjelder å stabilisere en sykkel og *mot* at det finnes andre ting som er viktigere enn gyrokreftene.

Begynn for eksempel med å motbevise min tes om at et én-kilos hjulsett føles akkurat like stabilt som et to-kilos hjulsett. Jeg ser bare to alternativer her. Enten så mener du at man kan føle en tydelig forskjell, eller så tar du feil. Eller finnes det et tredje alternativ som jeg har oversett?

Jeg har forøvrig ALDRI sagt at gyroskopeffekten er det viktigste som gjelder når det gjelder balanse av sykkelen. Det eneste jeg sier er at den ikke er neglisjerbar.

Jeg tar et par utdrag fra boken til professor Wilson. Kapittel 8 som er en utredning på 40 sider om steering and balancing (hvorav ca 8 sider er tilegnet trail) henter jeg følgende to sitater:

......It is widely believed that the angular (gyroscopic) momentum of a bicycle’s innendørssvettingpåenergometersykkel wheel somehow support it in the manner of a innendørssvettingpåenergometersykkel top. This belief is absolutely untrue. Gyroscopes can react against (i.e. resist) a tipping torque only by continuously chancing heading...........

........Still, there is an extremely interesting gyroscopic aspect to bicycle balance: The angular momentum of a bicycle’s front wheel urges it to steer (i.e. process) toward the side on which the bicycle leans, as can be demonstrated by lifting the bicycle of the ground, innendørssvettingpåenergometersykkel the front wheel, and briefly tilting the frame. In other words, the gyroscopic action of the front wheel is one part of a system that automatically assists the rider in balancing the bicycle. If the angular momentum of this action gyroscopic action is canceled (as Jones [1970] did with an additional, counterrotating wheel), considerably more skills and effort are needed for no-hand riding...........


Sorry Dan og joda, kanskje det er litt arrogant av meg, men jeg vil holde meg til denne forklaringen. Du har dog ikke kommet med noen argumenter som skulle tilbakevise dette. Med mindre du gjør det, holder jeg meg til denne forklaringen (det vil si hele kapittel 8 i boken til professor Wilson).

Hjulet kunne vri seg fritt, fordi hjulene på skateboard'et kunne rulle uavhengig av hverandre. Men i.o.m. at frembremsen måtte brukes for å holde hjulet på plass, gikk det ikke an å sykle uten hender.

Men jeg klarer å sykle på bakhjulet med låst fremhjul, også uten å holde i styret...

Ole.

Nei, kanskje ikke, men...







...disse sitatene har i hvert fall lurt meg. Men hvis du ikke tror gyroeffekten er det viktigste, slik jeg trodde du mente, så er jo alt greit.

Vi er altså enige i at en sykkel ikke holder seg opprett fordi gyrokreftene holder sykkelen opprett. Derimot hjelper gyrokraften syklisten med å styre. Er det riktig? I så tilfelle kan vi si at gyrokraften virker som en styreservo. Men jeg mener denne styreservoen er veldig svak. Den klarer å balansere en lett sykkel uten syklist, men den har lite å si i forhold til når syklisten ved å styre flytter kontaktpunktene i forhold til tyngdepunktet.

Mitt utgangspunkt er altså at en sykkel med syklist er et system hvor gyroeffekten, grunnet lav vekt i hjulene, har for lite å si for balansen, slik at syklisten hele tiden gir bevisst eller ubevisst input for å bevege kontaktpunktet i forhold til tyngdepunktet (ved å holde i styret).

Når man derimot sykler uten å holde i styret så bruker man rævdytting. Denne dyttingen gjør kanskje ikke så mye for å bevege tyngdepunktet i forhold til kontaktpunktet. Derimot kan man med rævdytting lene sykkelen og oppnå gyroskopisk vridning av forhjulet som dermed gir styreinput som får sykkelen til å tippe opp igjen, akkurat som om man skulle ha gitt styreinput med hendene.

Derfor vil jeg si følgende:
-Gyroeffekten klarer ikke å holde en sykkel opprett. Den klarer bare å vri forhjulet ved lening. Men det tror jeg vi er enige om.
-Ved sykling med hendene på styret så er styreinputen fra hendene så mye kraftigere enn gyroeffektens vridning av forhjulet at gyroeffekten blir uinteressant.
-Ved sykling uten å holde hendene på styret så blir gyroeffekten viktig for å styre sykkelen (men fortsatt ikke for å holde den oppe, siden man holder den oppe ved å styre).

Begynner vi å bli enige? Din arrogante argumentasjon i denne tråden har holdt meg fra å skjønne at du mener gyroeffekten har en styrende effekt, ikke en opprettholdende. Men nå begynner jeg å skjønne hvor du vil hen. Tror jeg. Kanskje. <img src="/forum/arena/images/graemlins/wink.gif" alt="" />

Jeg kjørte skateboard i slutten av 70-tallet og begynnelsen av 80-tallet og vet nøyaktig hvordan en skateboard funger. Hvis du ikke har et ekstremt spesiallaget skateboard vil dette aldri være et ekspriment som beviser din hypotese. Den er og blir for stabil i vridningsrettningen.

Ikke like ydmyk som Dan kanskje?



Synes du kan forklare dette.

Jepp, mitt skateboard var av den unike typen med hjul som kunne snurre uavhengig av hverandre, og dermed gav veldig liten motstand mot at brettet roterte når det ble vippet opp foran. Hva hadde du, et hjemmelaget skateboard med fast aksling eller noe slikt?

Ole.

Det begynner å nærme seg noe, men sorry Dan, jeg er faktisk ikke helt enig med deg. Nå må jeg desverre stikke på universitetet og har ikke tid til å utlede, men nøkkelordet her er "considerably". Jeg har lest hundrevis av vitenskaplige artikler og vet at en forsker ikke vil brukt et slikt ord hvis han ikke mente det. Ting står litt dypere forklart i boken og jeg får ta det når jeg kommer hjem i kveld.

Vi får bare være enige i at vi er uenige. Jeg mener det blir for stabilt (dette svinger ikke på samme måte som en vanlig sykkel) og du mener det ikke.

Når sykkel og syklist har litt fart framover, må det vel ekstra krefter til for å endra kurs -- også sidelengs? Er forklaringa så enkel?

Men hvis gyro-kreftene er så avgjørende, hvordan får man til å styre en sparkesykkel? Eller en ski-bike? Sparkesykkelen har vel ikke nødvendigvis trail på gaffelen heller, så der har du kun flytting av kontaktpunktet som balansegivende effekt.

Jeg har syklet siden tidlig 70-tall, og vet dermed best!



Ole.

Nei, fordi systemet er ustabilt i utgangspunktet pga to (tynne) hjul etterhverandre og COM over kontaktpunktene. Det vi "krangler" om er hva som allikevel gjør det "stabilt".

Slipp styret på begge to og få noen umiddelbare svar.

Hva med å gjøre et lite eksperiment (noe for Truls?):

Ta en vanlig sykkel (type "ikke så nøye med"). Sveis fast en vertikal stang fra underrøret og ned så den berører bakken såvidt. Sveis deretter fast et rør vinkelrett på det vertikale, i sykkelens lengderetning. Røret skal ligge mellom hjulene, men ikke berøre de.

Nå skal sykkelen stå på bakken på røret, hjulene såvidt over bakken. Balanser sykkelen og slipp. Ta tiden før den velter (den skal nå kun kunne velte sidelengs).
Snurr hjulene og gjør det samme. Gjenta begge deler noen ganger (med/uten snurrende hjul).

Ta gjennomsnittet av tidene med og uten snurrende hjul. Bruker sykkelen lengre tid på å velte når hjulene snurrer enn når de står stille?

For meg er det egentlig nok at sykkelen ikke velter mens jeg sitter oppå, uavhengig av hvorfor.

EgilS: hvis din racer kjennes ustabil i forhold til terrengsykkelen din er det noe riv ruskende galt med geometrien. I stor fart på asfalt skal en racer kjennes mange ganger mer stabil ut enn en terrengsykkel.

Denne setningen fra Dan er vel det jeg vil kalle humor for å prøve å myke opp stemningen i diskusjonen!

Morten

Hæh? Jeg driver bare med forberedende argumentasjon for til slutt å kunne bevise at singlespeed er overlegent alt annet. Dette gyrotullet er bare en avledningsmanøver.

At en sparkesykkel er vanskelig å styre uten å ha hendene på styret har ikke med lav gyroeffekt å gjøre. Prøv å sykle stående, med lårene godt særet slik at de ikke støtter setet, uten å holde i styret. Hvor mange meter klarte du? Hvis ikke man styrer med hendene så må man styre med rompa. Det er litt vanskelig med en sparkesykkel.

Men det er lite interessant dessverre, av to grunner:

1. Din eksperimentsykkel har ikke fart. Dermed kan du bare vise at gyrokreftene kan hjelpe sykkelen å ikke dette så raskt. Du kan derimot ikke vise at ikke effekten fra geometrien er mange ganger viktigere. Til det kreves fart.

2. Sett en syklist på eksperimentsykkelen din og la ham falle med sykkelen. Jeg vil tro at tidene fordeler seg slik: Sykkel med roterende hjul faller sakte. Sykkel uten roterende hjul faller raskt. Sykkel med syklist og roterende hjul faller ganske raskt.

kan du forklare dette litt bedre? hvorfor skal en sykkel i utganspunktet være ustabil?

og igjen? hva er det som gjør MIT til verden beste universitet?

Jeg tror ikke dette er lite interessant på grunn av følgende: Påstanden om at sykkel med syklist faller ganske raskt er, hva jeg vil kalle, en forhastet konklusjon. Hvor raskt denne faller er helt avhengig av personens balansekunster. Jeg er ganske sikker på at en med meget god balanseevne vil kunne sitte rimelig lenge på en slik kreasjon, med og uten roterende hjul, men at en person med normal balanseevne vil falle rimelig raskt (hvor raskt vet jeg ikke). Siden både personen med normal balanseevne og personen med meget god, sannsynligvis vil sykle like fint med litt fart og begge hjulene på bakken, kan dette eksperimentet bevise at det er sykkelens fart og forhjulets evne til å hjelpe å rette opp sykkelen sammen med syklistens balanseevne som har størst innvirkning på at sykkelen holder seg rett.

Morten

Fordi den har tyngdepunktet rett over kontaktpunktet og ikke noe noe å støtte seg med. Det betyr at hvis en sommerfugl i Australia blafrer litt uforsiktig med vingene så detter sykkelen. Altså er den ustabil.